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跟著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展,人們對(duì)消防安全的注重程度日積月累,自2015 年設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB50016-2014《修建設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》從頭修訂施行后,明確要求礦藏絕緣類不燃電纜強(qiáng)制使用于消防配電線路設(shè)備,至此礦藏絕緣電纜在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)呈現(xiàn)出爆破式添加。傳統(tǒng)礦藏絕緣電纜也被稱為(剛性)礦藏絕緣電纜,其防火功能超卓、科技含量高,但制造進(jìn)程雜亂, 出產(chǎn)企業(yè)需求投入較高資金用于技能研發(fā)及配備改進(jìn)。盡管該產(chǎn)品在我國(guó)推行使用現(xiàn)已超越20 年,但國(guó)內(nèi)有才干研發(fā)的企業(yè)并不多,尤其是專業(yè)化礦藏絕緣電纜出產(chǎn)企業(yè)更為稀缺。一起,受其結(jié)構(gòu)特色的約束,礦藏絕緣電纜的交貨長(zhǎng)度隨導(dǎo)線截面增大而縮短,長(zhǎng)距離敷設(shè)時(shí)中心接頭多、氧化鎂絕緣易吸潮、電纜剛度大敷設(shè)不方便等特色,除少數(shù)具有先進(jìn)施工水準(zhǔn)的企業(yè)外,被大多數(shù)安裝公司沖突運(yùn)用。
因而,一些出產(chǎn)企業(yè)針對(duì)礦藏絕緣電纜須滿意 BS6387C、W、Z 的防火查驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),在傳統(tǒng)有機(jī)塑料電纜制造工藝的基礎(chǔ)上,然后推行了一系列相同滿意該查驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,現(xiàn)在該類產(chǎn)品尚無國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),業(yè)界也被稱為非標(biāo)礦藏絕緣電纜。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)類似于有機(jī)電纜,故而冠以(柔性)礦藏絕緣電纜之名,借此代替?zhèn)鹘y(tǒng)(剛性)礦藏絕緣電纜。
經(jīng)過近幾年的市場(chǎng)推行,非標(biāo)(柔性)礦藏絕緣電纜在國(guó)內(nèi)也取得了許多成績(jī),但非標(biāo)(柔性)礦藏電纜是否等同于傳統(tǒng)(剛性)礦藏電纜?其耐火功能、安全牢靠性與傳統(tǒng)(剛性)礦藏電纜有何差異?筆者結(jié)合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn),就兩者產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)原理、電氣功能、施工特色進(jìn)行歸納比較。
1 礦藏絕緣電纜總述
1.1 傳統(tǒng)(剛性)礦藏絕緣電纜誕生于19 世紀(jì)末,由瑞士工程師ArnoldFrancoisBorel 提出想象,并于1896年取得專利權(quán), 隨后于1934-1936 年投入到法、英出產(chǎn)便敏捷發(fā)展。我國(guó)于上世紀(jì)60 時(shí)代研發(fā),開始只觸及軍事范疇,80 時(shí)代中期呈現(xiàn)工業(yè)化出產(chǎn),現(xiàn)在已被全面推行到修建范疇。依照 GB50054—2011《低壓配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、JGJ232—2011《礦藏絕緣電纜敷設(shè)技能規(guī)程》對(duì)其界說為 :在同一金屬護(hù)套內(nèi),由一根或數(shù)根導(dǎo)體經(jīng)緊壓成形的粉末礦藏絕緣密實(shí)組成。GB/T13033-2007《額外電壓750V 及以下礦藏絕緣電纜及終端》明確規(guī)定礦藏絕緣電纜的類型包含750V 重型(BTTZ、BTTVZ、WD-BTTYZ)、500V 輕型(BTTQ、BTTYQ、WD-BTTYQ)共六品種型,依據(jù)表1 可知(柔性)礦藏絕緣電纜的絕緣并非選用密實(shí)礦藏粉末組成。因而從嚴(yán)厲含義來講,它并非礦藏絕緣類電纜。
1.2 非標(biāo)(柔性)礦藏絕緣電纜創(chuàng)造較晚,開始于上個(gè)世紀(jì)70 時(shí)代由瑞士 Studer 公司研發(fā)而成。我國(guó)自2001 年呈現(xiàn)該產(chǎn)品后,其品種也在不斷改動(dòng),比如 YTTW- 金屬護(hù)套柔性礦藏絕緣電纜、NG-A(BTLY)- 阻隔型柔性礦藏絕緣電纜、BBTRZ- 柔性礦藏絕緣電纜等,現(xiàn)在各個(gè)出產(chǎn)廠家自行對(duì)產(chǎn)品命名,原資料及制造標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。因?yàn)檫€未公布相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),如今只能參閱一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其防火功能更是缺少依據(jù)。
2 結(jié)構(gòu)原理比較
2.1 絕緣資料
2.1.1 (剛性)礦藏絕緣電纜的絕緣選用無機(jī)礦藏原料 MgO(氧化鎂)粉末緊縮密實(shí)而成,一般填充密度為75%~80%,如表2 所示,其熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越銅護(hù)套熔點(diǎn)(1083℃),且電阻率受溫度改動(dòng)影響小,在高溫下具有優(yōu)秀的電絕緣性和散熱性,作為無機(jī)礦藏資料,其天然的不燃性以及無煙無鹵特性十分適合于重要場(chǎng)所消防配電線路,僅有的缺乏是MgO 易吸收空氣中的水分,電纜的暫時(shí)封端或電纜頭制造須在1h 內(nèi)完結(jié),不然絕緣阻值會(huì)敏捷降至10MΩ 以下。但因?yàn)镸gO+H2O(熱水) Mg(OH)2 ↓屬可逆反應(yīng),在施工進(jìn)程中使用火焰噴燈等辦法對(duì)電纜端部區(qū)域重復(fù)加熱,能夠消除這一缺點(diǎn)。
2.1.2 而(柔性)礦藏絕緣電纜的絕緣資料就難以一致了, 最具代表性的便是選用耐火(NH)電纜常用的云母帶繞包。在此以 A 類耐火級(jí)的組成云母 KMg3(AlSi3O10)F3 為例 : 它是以 F- 代替(OH)-,在常壓下組成出的大晶體人工云母, 再用粘合劑將云母片張貼于玻璃布上。參閱表2 可知,其熔點(diǎn)缺乏氧化鎂粉的1/2,導(dǎo)熱率僅為氧化鎂粉的1/10,常溫下電阻率略高于氧化鎂粉,但隨同溫度上升電阻率卻顯著下降, 該資料在有機(jī)耐火電纜(如 NH-YJV)中只能作耐火層,而不行作為絕緣層,因?yàn)槠浣^緣功能、散熱功能遠(yuǎn)不及交聯(lián)聚乙烯。云母帶也相同具有易受潮的缺點(diǎn),其受潮后絕緣敏捷下降, 且不行康復(fù)。而其他比如 BBTRZ、NG-A(BTLY)居然選用交聯(lián)聚乙烯作為絕緣層,其結(jié)構(gòu)已完全脫離了無機(jī)礦藏類絕緣的界說。
2.2 金屬外護(hù)套
2.2.1 (剛性)礦藏絕緣電纜的選用無縫銅管作為外護(hù)套, 詳細(xì)出產(chǎn)工藝流程如下 :
銅護(hù)套管選用拉拔工藝延伸,到達(dá)預(yù)訂長(zhǎng)度后又經(jīng)過2 道熱處理工序,其拉拔進(jìn)程中發(fā)作的應(yīng)力已根本消除,軋制也保證了電纜全體截面尺度做到最小,而且使護(hù)套與內(nèi)部氧化鎂密實(shí)壓緊。按上述工藝成型的電纜不管是抗壓強(qiáng)度、仍是機(jī)械功能,都超越一般耐火電纜。但美中缺乏的是,銅管在一次下料時(shí)原資料有限,拉拔的長(zhǎng)度也有約束,以750VBTTZ-4×25mm2 電纜為例,其最大出貨長(zhǎng)度僅為130m,若在超高層修建中使用,需消耗很多的中心接頭作業(yè)進(jìn)行銜接,必然添加工程量與施工難度。
2.2.2 (柔性)礦藏絕緣電纜最典型的外護(hù)套選用銅軋紋焊接工藝,其出產(chǎn)工藝流程如下 :
為做到電纜出貨長(zhǎng)度無限延伸,(柔性)礦藏絕緣電纜外護(hù)套選用銅帶繞包焊接,軋紋后即裝盤,因?yàn)槲醋鰺崽幚?,護(hù)套上因焊接發(fā)作的剩余應(yīng)力沒有消除,在實(shí)踐敷設(shè)進(jìn)程中經(jīng)常呈現(xiàn)開裂。一起,銅帶軋紋也增大了電纜全體截面尺度,如表3 所示,鄰近標(biāo)準(zhǔn)(柔性)電纜比(剛性)體積大10%~174%, 分量重3.9%~86.2%。
2.3 電氣功能比較
2.3.1 耐火性實(shí)驗(yàn)
耐火性是驗(yàn)證電纜在火災(zāi)情況下繼續(xù)供電的才干,筆者結(jié)合出廠檢驗(yàn)閱歷,選取具有代表性的 BTTZ 型(剛性)與YTTW 型(柔性)標(biāo)準(zhǔn)都為4×25mm2 進(jìn)行剖析,檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以英國(guó) BS6387(C、W、Z 級(jí))耐火實(shí)驗(yàn)為準(zhǔn),各選一樣品順次進(jìn)行3 項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。比對(duì)成果見表4。
從成果來看,兩者均能經(jīng)過 BS6387 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)驗(yàn),但 YTTW(柔性)樣品的銅護(hù)套90°彎處已發(fā)作變形,當(dāng)樣品重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)后,YTTW(柔性)銅護(hù)套發(fā)作開裂。一起,受軋紋結(jié)構(gòu)的影響,云母帶絕緣被燒至黑粉狀并脫落于護(hù)套縫隙內(nèi),而BTTZ(剛性)樣品再次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)后,護(hù)套僅留有少數(shù)碰擊痕跡。隨后在對(duì)兩者進(jìn)行絕緣電阻測(cè)驗(yàn)時(shí),YTTW(柔性) 絕緣阻值近乎為0Ω,BTTZ(剛性)阻值仍超越200MΩ。
2.3.2 耐壓實(shí)驗(yàn)
依據(jù) GB/T13033-2007 的電壓實(shí)驗(yàn)要求 :2500V 用于750V 電纜導(dǎo)體間 / 每個(gè)導(dǎo)體與銅護(hù)套間,升壓速度應(yīng)≥ 150V/s,每次應(yīng)繼續(xù)1min,實(shí)驗(yàn)進(jìn)程電纜應(yīng)不擊穿。在此以同一廠家相同標(biāo)準(zhǔn)的 BTTZ(剛性)和 YTTW(柔性)樣品為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。
(1) 首要對(duì) BTTZ 電纜升壓至2500V 并繼續(xù)15min 后, 未擊穿。繼續(xù)升壓至3300V 附件發(fā)作擊穿,靜置3h 后,對(duì)該樣品從頭打耐壓,升壓至2500V 未擊穿,闡明氧化鎂絕緣是因部分熔化形成擊穿,但擊穿并未改動(dòng)其化學(xué)性質(zhì),因而絕緣功能可自行康復(fù)。
(2)在對(duì) YTTW 電纜實(shí)驗(yàn)時(shí)于2800V 鄰近擊穿,3h 后從頭打耐壓,最高升壓至50V 時(shí)再次擊穿。標(biāo)明 YTTW 電纜擊穿后絕緣功能無法康復(fù),只能從頭替換。
2.3.3 載流溫度測(cè)驗(yàn)
于標(biāo)準(zhǔn)室溫 20 ℃環(huán)境下,選取同一廠家標(biāo)準(zhǔn)都為4×25mm2 的 BTTZ(剛性)和 YTTW(柔性)電纜樣品,別離通以額外電流140A,并于兩個(gè)樣品導(dǎo)線及銅護(hù)套相同方位設(shè)溫度傳感器,成果見圖1 :
從成果能夠看出,在相同實(shí)驗(yàn)條件下,繼續(xù)通電4h, BTTZ(剛性)電纜的導(dǎo)線比 YTTW(柔性)低5.5℃,銅護(hù)套低6.7℃。然后驗(yàn)證了上述關(guān)于絕緣資料功能剖析的觀點(diǎn), 氧化鎂粉的散熱性顯著優(yōu)于組成云母帶。而就電纜本身而言, 散熱性相同對(duì)載流量會(huì)發(fā)作較大影響。
3 施工特色比較
3.1 曲折才干
3.1.1 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集09D101-6《礦藏絕緣電纜敷設(shè)》的輔導(dǎo)定見,(剛性)礦藏絕緣電纜最小曲折半徑 R ≥ 6D,因?yàn)殡娎|銅護(hù)套在出產(chǎn)時(shí)的退火工藝已消除了變形應(yīng)力,其柔韌性并不亞于一般耐火電纜。
3.1.2 現(xiàn)在還沒有相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提及(柔性)礦藏絕緣電纜的曲折才干,依據(jù)一些(柔性)電纜的產(chǎn)品闡明書可知, 其最小曲折半徑 R 的范圍在15D~20D 之間,因?yàn)樯鲜鲇^點(diǎn)已證明同標(biāo)準(zhǔn)的(柔性)電纜不管在體積仍是分量上均超越(剛性),未經(jīng)熱處理的軋紋銅護(hù)套也使電纜本身變得堅(jiān)固,所以在實(shí)踐敷設(shè)進(jìn)程中并不及(剛性)柔軟。
3.2 終端 / 中心接頭密封性
3.2.1 在制造(剛性)礦藏絕緣電纜終端時(shí),為保證絕緣層不受潮氣影響,終端頭 / 中心接頭附件都會(huì)順便絕緣封蓋, 并膠封于電纜切斷處,然后使氧化鎂阻隔空氣水分的污染, 保證電氣絕緣功能。
3.2.2 因?yàn)椋ㄈ嵝裕┑V藏絕緣電纜大多選用云母帶繞包作為絕緣,所以電纜切斷處無法膠封,只能選用熱縮套對(duì)電纜銜接處密封,該工藝是針對(duì)交聯(lián)聚乙烯等有機(jī)電纜的密封辦法,其阻隔潮氣的才干遠(yuǎn)不及膠封完全。
4 結(jié)語
經(jīng)過上述研討,能夠發(fā)現(xiàn)(剛性)與(柔性)礦藏絕緣電纜實(shí)質(zhì)上既是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)產(chǎn)品的差異,作為一款老練產(chǎn)品,傳統(tǒng)(剛性)礦藏絕緣電纜的使用已超越120 年,依托其安穩(wěn)牢靠的功能,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已逐步呈現(xiàn)出代替耐火電纜的趨勢(shì)。而非標(biāo)(柔性)礦藏絕緣電纜現(xiàn)在還存在許多缺點(diǎn), 盡管國(guó)內(nèi)一些出產(chǎn)企業(yè)研發(fā)了多種(柔性)電纜,但其功能一直無法與傳統(tǒng)(剛性)相媲美,乃至柔韌度也不及(剛性) 超卓,如今只要選用傳統(tǒng)(剛性)礦藏絕緣電纜才干保證消防配電安全牢靠。
參閱文獻(xiàn)
[1]GB/T13033-2007《額外電壓 750V 及以下礦藏絕緣電纜及終端》.
[2]GB50016-2014《修建設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》.
[3] 王希真 . 人工組成云母的功能及使用 . 第七屆絕緣資料與絕緣技能學(xué)術(shù)會(huì)議論文集,2001 年 12 月 8 日 .
[4]I.O. 威爾遜,孫兆謂 . 耐高溫礦藏絕緣電纜用氧化鎂絕緣 [J]. 電線電纜,1983 年 02 期 .
作者簡(jiǎn)介 :陶源(1986—),男,漢族,陜西西安人,工程師,學(xué)士,深圳市特區(qū)建發(fā)出資發(fā)展有限公司,研討方向?yàn)樾藿ㄏ离姎狻?/p>